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Die Erfindung betrifft eine Kolbenanordnung für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Kolbenanordnungen für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer bekannt, welche mit einer Kolbenstange fest verbunden, innerhalb eines Dämpferzylinders axial beweglich angeordnet sind und den Dämpferzylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume unterteilen. Die Kolbenanordnungen können aus einem Metall oder auch aus einem Kunststoff ausgeführt sein. Die gattungsgemäßen Kolbenanordnungen weisen eine umlaufende Dichtung auf, welche den Kolbenkörper der Kolbenanordnung in Umfangsrichtung umgreift und dichtend zwischen der Innenwand des Dämpferzylinders und dem Kolbenkörper radial angeordnet ist. Nachteilig dabei ist die mehrteilige Ausführung der Kolbenanordnung, umfassend einen Kolbenkörper und eine Kolbendichtung, welche dann einem Zusammenbau unterzogen werden müssen. Der Zusammenbau der beiden vorstehend genannten Bauteile bedeutet einen zusätzlichen Fertigungsschritt, welcher zusätzliche Zeit und auch Geld kostet.
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Die
DE 20 2014 004 809 U1 zeigt eine Kolbenanordnung, deren Kolbenkörper aus einem Kunststoff ausgeführt ist. Dieser umfasst einen flexiblen Lippenabschnitt, der sich von einem hinteren Ende des Kolbenkörpers in Richtung des Zylinderbodens erstreckt, wobei der Lippenabschnitt zum dichtenden Kontakt gegen eine radiale Innenoberfläche des Dämpferzylinders ausgelegt ist und als eine Kolbendichtung fungiert. Somit ist die Kolbendichtung einstückig mit dem Kolbenkörper ausgeführt.
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Die in
DE 20 2014 004 809 U1 offenbarte Kolbenanordnung ist jedoch funktional derart ausgelegt, dass diese nur dann dichtet, wenn der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer zusammengeschoben wird. Eine definierte Dichtungswirkung beim expandieren des Schwingungsdämpfers kann durch die beschriebene Konstruktion nicht gewährleistet werden.
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Ausgehend von dem vorstehend erläuterten Stand der Technik liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine alternative aus Kunststoff gefertigte Kolbenanordnung anzugeben, welche günstig herstellbar ist und eine definierte Dichtungswirkung sowohl beim Expandieren als auch beim Komprimieren des Schwingungsdämpfers ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kolbendichtung mindestens zwei koaxial zueinander angeordnete umlaufende Dichtlippen umfasst, welche bezogen auf eine quer zur Längsachse A verlaufende gedachte Querschnittsebene B symmetrisch zueinander ausgeführt und/oder angeordnet sind.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen, in den Figuren, sowie in der dazugehörigen Beschreibung angegeben.
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Gemäß folgenden Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.
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Es zeigen:
- 1: eine Ausführungsvariante einer Kolbenanordnung gemäß dem Stand der Technik;
- 2: eine alternative Ausführungsvariante einer Kolbenanordnung gemäß dem Stand der Technik;
- 3: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer ersten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 4: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer zweiten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 5: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer dritten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 6: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer vierten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 7: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer fünften beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 8: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer sechsten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 9: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer siebten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 10: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer achten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers;
- 11: eine teilweise Halbschnittdarstellung einer neunten beispielsweisen Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Kolbenkörpers.
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Die 1 zeigt eine Ausführungsvariante einer Kolbenanordnung 1 für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer gemäß dem Stand der Technik in einer axialen Schnittdarstellung, wobei der Schnitt entlang einer Längsachse A verläuft. Die aus einem Kunststoff herstellbare Kolbenanordnung 1 ist mit einer Kolbenstange 11 fest verbunden, und innerhalb eines mit einem Dämpfungsfluid gefüllten Dämpferzylinders 9 axial beweglich angeordnet. Die Kolbenanordnung 1 unterteilt den Dämpferzylinderinnenraum in einen ersten Arbeitsraum 12 und einen zweiten Arbeitsraum 13. Die Kolbenanordnung 1 umfasst eine umlaufende Kolbendichtung 3, sowie einen Kolbenkörper 2, wobei die Kolbendichtung 3 den Kolbenkörper 2 in Umfangsrichtung umgreift und dichtend zwischen der Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 und dem Kolbenkörper 2 radial angeordnet ist und die Arbeitsräume 12, 13 dichtend voneinander trennt.
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Die 2 zeigt eine Kolbenanordnung 1 mit einem Kolbenkörper 2, welcher aus einem Kunststoff ausgeführt ist. Der Kolbenkörper 2 umfasst einen flexiblen Lippenabschnitt, der sich an einem gemäß der 2 unteren Ende des Kolbenkörpers 2 angeordnet ist, sich in Richtung des Zylinderbodens erstreckt. Der Lippenabschnitt ist als eine Verlängerung des Kolbenkörpers 2 ausgeführt und ist dazu ausgelegt, einen dichtenden Kontakt gegen die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 sicherzustellen und fungiert somit als eine einseitig wirksame Kolbendichtung 3.
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Im Unterschied zu den 1 und 2, zeigt die 3 eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kolbenanordnung 1. Darüber hinaus ist in der 3 eine Längsachse A dargestellt, welche gemäß der 3 senkrecht durch die Rotationsmitte der Kolbenanordnung 1 verläuft. Die 3 zeigt ebenso eine quer zu der Längsachse A verlaufende gedachte Querschnittsebene B.
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Die Kolbenanordnung 1 umfasst eine Kolbendichtung 3 mit einer ersten Dichtungslippe 4 und einer zweiten Dichtungslippe 5. Die erste Dichtungslippe 4 ist in der 3 oberhalb der Querschnittsebene B angeordnet, wobei die zweite Dichtungslippe 5 unterhalb der Querschnittsebene B angebracht ist, wobei diese Positionierung nicht zwingend ist und von der gewählten Darstellung abhängt. Jedenfalls ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Dichtungslippen 4, 5 bezogen auf die quer zur Längsachse A verlaufende gedachte Querschnittsebene B symmetrisch zueinander ausgeführt und/oder angeordnet sind.
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Wie es in der 3 dargestellt ist, umfasst die Kolbendichtung 3 mindestens eine an die Dichtungslippe 4; 5 angrenzend angeordnete umlaufende Ausnehmung 6, 61. Diese erstreckt sich axial zwischen der Dichtungslippe 4; 5 und dem Kolbenkörper. Dabei sind die Ausnehmungen 6, 61 derart ausgebildet, dass diese jeweils eine Druckkammer für die zugehörige Dichtungslippe 4, 5 bilden, welche sich bei einer Einfahr- oder- Ausfahrbewegung der Kolbenanordnung 1 innerhalb des hier nicht dargestellten Dämpferzylinders 9 mit dem Dämpfungsfluid füllt und die Dichtungslippe 4, 5 stärker an die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 anpresst.
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Beispielhaft soll nun die Funktionsweise der durch die Ausnehmungen 6, 61 gebildeten Druckkammern bei einer gemäß 3 ausgeführten Kolbenanordnung 1 näher erläutert werden. Die durch Pfeile dargestellten axialen Bewegungsrichtungen Z, D beschreiben jeweils eine Bewegungsrichtung der Kolbenanordnung innerhalb des hier nicht dargestellten Dämpferzylinders 9, während eines Ausfederungsvorgangs, bzw. eines Einfederungsvorgangs des hier nicht dargestellten Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers.
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Bewegt sich die Kolbenanordnung 1 in Richtung Z, so füllt sich die zu der Dichtungslippe 4 benachbart angeordnete Ausnehmung 6 mit dem Dämpfungsfluid, wodurch die Dichtungslippe 4 durch den steigenden Druck des Dämpfungsfluides an die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 angedrückt wird, wodurch die Dichtungswirkung erhöht wird.
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Bewegt sich die Kolbenanordnung 1 in Richtung D, so füllt sich die zu der Dichtungslippe 5 benachbart angeordnete Ausnehmung 61 mit dem Dämpfungsfluid, wodurch die Dichtungslippe 5 durch den steigenden Druck des Dämpfungsfluides an die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 angepresst wird, was deren Dichtungswirkung erhöht.
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Axial zwischen den beiden Dichtungslippen 4 und 5, etwa in der Mitte des Kolbenkörpers 2 ist ein ebenfalls umlaufender, einstückig mit dem Kolbenkörper 2 ausgeführter Führungsabschnitt 7 angebracht, welcher der radialen Führung der Kolbenanordnung 1 innerhalb des hier nicht dargestellten Dämpferzylinders 9 dient.
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Die radiale Führung der Kolbenanordnung 1 innerhalb des Dämpferrohrs ist somit von der Dichtungsfunktion getrennt, obwohl sowohl die Kolbenstangendichtung 3, als auch der Führungsabschnitt 7 beide einstückig mit dem Kolbenkörper geformt sind.
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Im Unterschied zu der 3 zeigt die 4 eine Ausführungsvariante, welche über keinen separaten Führungsabschnitt verfügt, sodass wonach die Führungsfunktion durch die Kolbendichtung 3 mit übernommen wird.
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Die in 5 dargestellte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Dichtungslippen 4, 5 derart ausgeführt sing, dass deren Spitzen in Richtung der gedachten Querschnittsebene B ausgerichtet sind.
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Bewegt sich die Kolbenanordnung 1 in Richtung Z, so lässt die zu der Dichtungslippe 4 benachbart angeordnete Ausnehmung 6 eine definierte Menge des Dämpfungsfluids durch, wodurch die der Führungsabschnitt 7, sowie die Zylinderinnenwand 8 geschmiert werden, was den Verschleiß der Kolbenanordnung minimiert. Gleichzeitig füllt sich die zu der Dichtungslippe 5 benachbart angeordnete Ausnehmung 61 mit dem Dämpfungsfluid, wodurch die Dichtungslippe 5 durch den steigenden Druck des Dämpfungsfluides an die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 angepresst wird, was deren Dichtungswirkung erhöht.
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Bei einer Bewegung der Kolbenanordnung 1 in Richtung D, lässt die zu der Dichtungslippe 5 benachbart angeordnete Ausnehmung 61 eine definierte Menge des Dämpfungsfluids durch, wodurch die der Führungsabschnitt 7, sowie die Zylinderinnenwand 8 geschmiert werden. Gleichzeitig füllt sich die zu der Dichtungslippe 4 benachbart angeordnete Ausnehmung 6 mit dem Dämpfungsfluid, wodurch die Dichtungslippe 4 durch den steigenden Druck des Dämpfungsfluides an die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 angedrückt wird, wodurch die Dichtungswirkung erhöht wird.
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Die 6, 7 und 8 zeigen jeweils eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kolbenanordnung, welche jeweils eine Kolbendichtung umfasst, wobei diese auf jeder Seite der gedachten Querschnittsebene B jeweils mehrere Dichtungslippen 4, 5 aufweist. Diese haben im Querschnitt eine im Wesentlichen Sägezahnförmige Ausgestaltung und übernehmen sowohl eine Dichtungsfunktion als auch eine Führungsfunktion.
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Die 6 zeigt eine Ausgestaltung, welche eine im Wesentlichen parallel zu der Längsachse A verlaufende Kolbendichtungsauflage 10 aufweist.
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Unter der Kolbendichtungsauflage 10 wird im Sinne der Erfindung die koaxial zu der Längsachse A ausgeführte gedachte Fläche verstanden, die die radial äußersten Punkte der einzelnen Dichtungslippen 4, 5 miteinander verbindet, wobei diese auch gekrümmt sein kann. Diese ist in den Figuren durch eine unterbrochene Linie dargestellt.
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Die 7 und 8 zeigen Ausführungsvarianten, welche jeweils eine Kolbenanordnung 1 vorsehen, die unterschiedlich hohen radialen Druck der Dichtungslippen auf die Zylinderinnenwand 8 des Dämpferzylinders 9 ausüben. Das ist mit der jeweils in den 7 und 8 dargestellten Kolbendichtungsauflage 10 verdeutlicht.
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Die in 7 dargestellte Ausführungsvariante sieht beispielsweise vor, dass die radiale Erstreckung der einzelnen Dichtungslippen von dem Rand des Kolbenkörpers bis hin zu der Querschnittsebene B zunimmt. Die Ausführungsvariante nach der 8 sieht aber vor, dass die Radiale Erstreckung der Dichtungslippen von dem Rand des Kolbenkörpers bis hin zu der Querschnittsebene B immer kleiner wird. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die radiale Erstreckung der Dichtungslippen Anforderungsabhängig, beispielsweise in Abhängigkeit von der definierten Gewichtung der Bewegungsrichtungen Z, D abzustufen.
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Die 9, 10 und 11 sehen jeweils Ausführungsvarianten vor, die an jeder Seite der Querschnittsebene B jeweils mehrere Dichtungslippen 4, 5 umfassen. In der 9 ist vorgesehen, dass die Dichtungslippen, analog zu der in 4 abgebildeten Ausführungsvariante zusätzlich zur Dichtungsfunktion auch die Führungsfunktion übernehmen, wobei die Ausgestaltungen nach den 10 und 11 zusätzliche Führungsabschnitte umfassen, welche jeweils in den axialen Randbereichen des Kolbenkörpers 2 angeordnet sind.
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Durch eine Ausführung mit mehreren Dichtungslippen 4, 5 an jeder Seite der Querschnittsebene B kann wird ein deutlich besserer Ausgleich von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten erreicht, wenn der Dämpferzylinder 9 beispielsweise aus einem anderen Material als die Kolbenanordnung 1 hergestellt ist. Darüber hinaus kann damit auf eine einfache Weise erreicht werden, dass bei Verschleiß oder erhöhter Seitenkraft unterschiedliche Dichtungslippen 4, 5 belastet werden, so dass die Gesamtbelastung auf eine Mehrzahl von Dichtungslippen 4, 5 aufgeteilt wird, was den Verschleiß der Kolbendichtung 3 reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolbenanordnung
- 2
- Kolbenkörper
- 3
- Kolbendichtung
- 4
- erste Dichtungslippe
- 5
- zweite Dichtungslippe
- 6
- Ausnehmung
- 61
- Ausnehmung
- 7
- Führungsabschnitt
- 8
- Zylinderinnenwand
- 9
- Dämpferzylinder
- 10
- Kolbendichtungsanlage
- 11
- Kolbenstange
- 12
- erster Arbeitsraum
- 13
- zweiter Arbeitsraum
- A
- Längsachse
- B
- Querschnittsebene
- Z
- Bewegungsrichtung
- D
- Bewegungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014004809 U1 [0003, 0004]
